模板方法模式深度解析（三）

妖狐艹你老母 2022-06-04 09:16 260阅读 0赞

## 4 钩子方法的使用 ##

模板方法模式中，在父类中提供了一个定义算法框架的模板方法，还提供了一系列抽象方法、具体方法和钩子方法，其中钩子方法的引入使得子类可以控制父类的行为。最简单的钩子方法就是空方法，代码如下：

public virtual void Display() {   }

当然也可以在钩子方法中定义一个默认的实现，如果子类不覆盖钩子方法，则执行父类的默认实现代码。

另一种钩子方法可以实现对其他方法进行约束，这种钩子方法通常返回一个bool类型，即返回true或false，用来判断是否执行某一个基本方法，下面通过一个实例来说明这种钩子方法的使用。

<table style="border-collapse:collapse; border-spacing:0px; max-width:100%; color:rgb(69,69,69); font-family:&quot;PingFang SC&quot;,&quot;Microsoft YaHei&quot;,SimHei,Arial,SimSun; font-size:16px"> 
 <tbody style=""> 
 <tr style=""> 
 <td style=""> &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 某软件公司欲为销售管理系统提供一个数据图表显示功能，该功能的实现包括如下几个步骤： &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (1)&nbsp;从数据源获取数据； &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (2)&nbsp;将数据转换为XML格式； &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; (3)&nbsp;以某种图表方式显示XML格式的数据。 &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 该功能支持多种数据源和多种图表显示方式，但所有的图表显示操作都基于XML格式的数据，因此可能需要对数据进行转换，如果从数据源获取的数据已经是XML数据则无须转换。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

由于该数据图表显示功能的三个步骤次序是固定的，且存在公共代码（例如数据格式转换代码），满足模板方法模式的适用条件，可以使用模板方法模式对其进行设计。因为数据格式的不同，XML数据可以直接显示，而其他格式的数据需要进行转换，因此第(2)步“将数据转换为XML格式”的执行存在不确定性，为了解决这个问题，可以定义一个钩子方法IsNotXMLData()来对数据转换方法进行控制。通过分析，该图表显示功能的基本结构如图4所示：

![1355579556_7922.jpg][]

图4  数据图表显示功能结构图

可以将公共方法和框架代码放在抽象父类中，代码如下：

//DataViewer.cs  
    using System;  
      
    namespace TemplateMethodSample  
    {  
        abstract class DataViewer  
        {  
            //抽象方法：获取数据  
            public abstract void GetData();  
      
            //具体方法：转换数据  
            public void ConvertData()   
            {  
                Console.WriteLine("将数据转换为XML格式。");  
            }  
      
            //抽象方法：显示数据  
            public abstract void DisplayData();  
      
            //钩子方法：判断是否为XML格式的数据  
            public virtual bool IsNotXMLData()  
            {  
                return true;  
            }  
      
            //模板方法  
            public void Process()  
            {  
                GetData();  
                //如果不是XML格式的数据则进行数据转换  
                if (IsNotXMLData())  
                {  
                    ConvertData();  
                }  
                DisplayData();  
            }  
        }  
    }

在上面的代码中，引入了一个钩子方法 IsNotXMLData() ，其返回类型为 bool 类型，在模板方法中通过它来对数据转换方法 ConvertData() 进行约束，该钩子方法的默认返回值为 true ，在子类中可以根据实际情况覆盖该方法，其中用于显示 XML 格式数据的具体子类 XMLDataViewer 代码如下：

//XMLDataViewer.cs  
    using System;  
      
    namespace TemplateMethodSample  
    {  
        class XMLDataViewer : DataViewer  
        {  
            //实现父类方法：获取数据  
            public override void GetData()   
            {  
                Console.WriteLine("从XML文件中获取数据。");  
            }  
      
            //实现父类方法：显示数据，默认以柱状图方式显示，可结合桥接模式来改进  
            public override void DisplayData()   
            {  
                Console.WriteLine("以柱状图显示数据。");  
            }  
      
            //覆盖父类的钩子方法  
            public override bool IsNotXMLData()  
            {  
                return false;  
            }  
        }  
    }

在具体子类XMLDataViewer中覆盖了钩子方法IsNotXMLData()，返回false，表示该数据已为XML格式，无须执行数据转换方法ConvertData()，客户端代码如下：

//Program.cs  
    using System;  
      
    namespace TemplateMethodSample  
    {  
        class Program  
        {  
            static void Main(string[] args)  
            {  
                DataViewer dv;  
                dv = new XMLDataViewer();  
                dv.Process();  
                Console.Read();  
            }  
        }  
    }

该程序运行结果如下：

<table style="border-collapse:collapse; border-spacing:0px; max-width:100%; background:rgb(243,243,243); color:rgb(69,69,69); font-family:&quot;PingFang SC&quot;,&quot;Microsoft YaHei&quot;,SimHei,Arial,SimSun; font-size:16px"> 
 <tbody style=""> 
 <tr style=""> 
 <td style=""> 从XML文件中获取数据。 以柱状图显示数据。 </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

##     ##

## 5 模板方法模式效果与适用场景 ##

模板方法模式是基于继承的代码复用技术，它体现了面向对象的诸多重要思想，是一种使用较为频繁的模式。模板方法模式广泛应用于框架设计中，以确保通过父类来控制处理流程的逻辑顺序（如框架的初始化，测试流程的设置等）。

###        5.1 模式优点 ###

模板方法模式的主要优点如下：

(1) 在父类中形式化地定义一个算法，而由它的子类来实现细节的处理，在子类实现详细的处理算法时并不会改变算法中步骤的执行次序。

(2) 模板方法模式是一种代码复用技术，它在类库设计中尤为重要，它提取了类库中的公共行为，将公共行为放在父类中，而通过其子类来实现不同的行为，它鼓励我们恰当使用继承来实现代码复用。

(3) 可实现一种反向控制结构，通过子类覆盖父类的钩子方法来决定某一特定步骤是否需要执行。

(4) 在模板方法模式中可以通过子类来覆盖父类的基本方法，不同的子类可以提供基本方法的不同实现，更换和增加新的子类很方便，符合单一职责原则和开闭原则。

###        5.2 模式缺点 ###

模板方法模式的主要缺点如下：

需要为每一个基本方法的不同实现提供一个子类，如果父类中可变的基本方法太多，将会导致类的个数增加，系统更加庞大，设计也更加抽象，此时，可结合桥接模式来进行设计。